腰椎椎體CT值與腰椎DEXA數值的相關性研究

高海，黃炎

(中國科學技術大學附屬第一醫院脊柱外科，安徽合肥 230001)

骨質疏松癥(Osteoporosis,OP)是中老年最常見的骨骼疾病[1]，患者易發生進行性脊柱畸形和潛在的神經損害，是脊柱手術前必須考慮的重要問題[2]。根據WHO標椎，DEXA是診斷OP的金標準，T值≤-2.5即可診斷為OP。然而，DEXA的腰椎測量感興趣區包括椎體及其附件，易受腹主動脈鈣化和腰椎退行性改變的影響，其測量結果的準確性不可避免地受到影響[3]。為了更準確地獲得椎體的骨密度，許多學者使用椎體CT值表示骨密度[4-6]。此研究的目的在于探討CT值評估骨密度的應用價值，以及CT值是否可作為DEXA的補充應用。現報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2017年12月1日～2019年12月31日在本院行腰椎DEXA和腰椎CT平掃+三維重建檢查的332例患者，入選時已排除：有腰椎手術史、腰椎退行性改變嚴重、脊柱側彎及后凸畸形嚴重、椎體內腫瘤性疾病、患有影響骨代謝的疾病，或近期服用過影響骨代謝藥物的患者。其中男100例，女232例；年齡17～87歲，平均(67.9±10.0)歲。

1.2 DEXA檢查方法

專人使用GE骨密度儀(GE,Lunar iDXA)，按操作規程行腰椎BMD檢測，測量數據包括L3及L1-4椎體的BMD值(mg/cm2)及T值(圖1)。iDXA掃描儀變異系數(cy)在0.2%～0.3%。

圖1 DEXA測量骨密度

1.3 三維CT檢查方法

使用GE 256排CT進行掃描(GE,Revolution 256)，掃描時管電壓為120 kV，管電流范圍為10～400 mA，使用自動毫安調制技術，球管轉速設置為0.5 r/s，掃描螺距設置為1.375:1，原始掃描層厚設置為5 mm；將所有原始數據進行0.625 mm層厚重建，并導入PACS系統，在GE后處理工作站使用AW Volume系統進行后處理。

1.4 測量方法

利用GE后處理系統Volume Viewer在L3椎體的軸位、冠狀位及矢狀位CT圖像中選取橢圓形感興趣區域(region of interest,ROI)[4](圖2)，ROI與椎體邊緣的垂直距離不得大于0.5 cm，感興趣區不包含椎體骨皮質，測得L3椎體3個掃描方位的松質骨CT值并計算平均CT值，CT值單位用HU(housfield unit)表示。測量過程由具有5年以上工作經驗的CT室醫師和脊柱外科醫師同時進行，2位測量者對研究對象的骨密度值均不知情。

1.5 統計學處理

2 結果

經Pearson相關性分析，患者L3椎體松質骨CT值與各指標的相關性如下：(1)與年齡呈顯著負相關性(P<0.01,R2=0.149)，見圖1。(2)與L3BMD值呈顯著正相關性(P<0.01，R2=0.452；男性：P<0.01，R2=0.405；女性：P<0.01，R2=0.361)；與L3T值呈顯著正相關性(P<0.01，R2=0.45；男性：P<0.01，R2=0.401；女性：P<0.01，R2=0.361)。(3)與L1-4BMD值呈顯著正相關性(P<0.01，R2=0.416；男性：P<0.01，R2=0.33；女性：P<0.01，R2=0.337)；與L1-4T值呈顯著正相關性(P<0.01，R2=0.434；男性：P<0.01，R2=0.373；女性：P<0.01，R2=0.345)。具體統計數據見表1和圖2-4所示。

表1 332例患者的統計數據

圖2 L3椎體的CT處理圖像(A:椎體橫斷面選取的ROI；B:椎體矢狀位選取的ROI；C:椎體冠狀位選取的ROI)

圖3 L3 CT值與年齡相關散點圖

圖4 4個散點圖表示L3 CT值與椎體BMD值、T值的相關性

3 討論

隨著人口老齡化的不斷加劇，OP已成為社會主要的公共健康問題。然而，有學者[7-9]報道：只有4%～6%的患者被診斷出OP并進行正規治療。如何才能既方便快捷又準確地評估患者的骨礦密度和骨質量，成為困擾臨床醫生的主要問題。腰椎椎體幾乎是由松質骨組成，且正常松質骨的代謝轉化速率是皮質骨的8倍，可見松質骨能更早地反映組織學狀態變化，對OP的診斷更敏感。同時，腰椎也是OP發生時骨質丟失較早和最常受累的部位，所以也成為評估BMD的常用部位。

雙能X線法測量腰椎BMD是診斷OP的金標準[10]，具有操作簡單、輻射劑量少、價格低廉并可以顯示早期骨質丟失情況等優點，然而極易受腹主動脈鈣化和腰椎退行性改變的影響[4]。近年來，QCT開始應用于臨床評估骨質情況，可分別測量松質骨和皮質骨的密度，避免因腹主動脈鈣化及腰椎退變性疾病所引起的DEXA測量值被高估的情況[11]。但QCT需要特殊的體膜，檢測費用較高，使其應用受到限制。近幾年，腰椎椎體CT值被廣泛用于評估骨質疏松的程度，且松質骨的CT值容易測得，在腹部或腰椎CT三維重建圖像中可輕易測得椎體松質骨的CT值。與DXA不同的是，椎體松質骨CT值反映了骨礦物質、脂肪、血液等在內的組織密度。Alacreu等[12]將椎體CT值根據人的肌肉和脂肪組織標準化，發現標準化和非標準化的椎體CT值高度相關(R2=0.833,P<0.01)，各標準化和非標準化的椎體CT值無顯著差異，并且在診斷OP的表現方面也無顯著差異。DXA與椎體CT值均反映了骨礦物質情況。隨著年齡的增長、松質骨的代謝轉化，DXA數值和松質骨的CT值均降低且具有顯著相關性，既往的研究結果也證實了這一點[4,6-9]。本研究詳細分析了L3椎體松質骨CT值與年齡、與L3BMD值及T值、與L1-4BMD及T值的關系，結果證實：腰椎椎體松質骨CT值與BMD存在顯著線性相關關系，且CT值與年齡成負相關線性關系。通過本研究，筆者認為CT值可以更早地反映骨密度變化，對OP的診斷具有一定價值。

本研究納入的樣本量較小，故未能對年齡、性別和BMD值進行分組比較。此外，不同節段的CT值是否與BMD存在不同的相關性，以及不同節段腰椎CT值的變化，均有待進一步研究。